혈액 접촉 임플란트와 수술 기기에 박테리아와 혈소판이 부착되는 것은 감염과 혈전의 원인 중 하나인데요. 보호층 역할을 하는 초소수성 표면은 낮은 표면 에너지의 영향으로 접착 및 오염을 최소화할 수 있습니다.
위상구조와 화학적 코팅의 조합으로 티타늄 임플란트에 초소수성 표면을 구축하는 것으로
첫째, 샌드블라스팅, 산-에칭 및 양극 산화에 의해 마이크로/나노 계층적 형태를 얻게 됩니다. 그 이후, 표면을 더욱 개질하기 위해 저표면 에너지 코팅 물질을 사용하게 되는데요.
마이크로 또는 나노 스케일의 형태와 그에 상응하는 불소화가 젖음성에 미치는 영향을 조사하게 됩니다. 결과를 확인해보면 마이크로 조도와 나노튜브를 갖는 계층적 표면이 성공적으로 구축되었음을 알 수 있으며, 접촉각(CA)은 44.9°로 친수성이 양호함을 알 수 있었습니다.
흥미로운 것은 플루오로알킬실란으로 변형된 후 표면은 151.4°의 CA로 친수성에서 초소수성으로 전환되습니다. 이에 반해서 단일 마이크로 또는 나노특성의 플루오르화 개질은 초수분성을 달성할 수 없게되므로, 추후 마이크로/나노구조가 효율적인 플루오르화 코팅을 위한 상승효과를 나타낼 수 있음을 알 수 있습니다.
전반적으로 확인해보면 결과로는 마이크로/나노 위상 패턴과 불소화 수정을 통해 초소수성 표면을 달성할 수 있는 가능성을 보여주게 되는데요. 따라서 제안된 방법으로 초소수성 티타늄 표면의 제조 기술을 풍부하게 할 것으로 기대되고 있습니다.
초소수성 표면의 준비 기술은 150° 이상의 물 접촉각(CA)으로 독특한 젖음성을 갖는 연잎, 매미 날개, 벼 잎 등 자연 속 다양한 물체에서 영감을 받았는데 표면의 많은 특수 기능, 예를 들어 낮은 접착력, 항력 감소, 자가 세척은 초소수성에 기인하는 것으로 밝혀졌습니다.
초소수성 표면의 준비는 파이프라인 보호, 7조선, 8 및 바이오메디컬 i에서의 유망한 응용으로 상당한 관심을 끌었으며 표면 거칠기를 증가시키게 되고 표면 에너지를 감소시킴으로써 초소수성을 달성할 수 있다고 이해하고 있습니다.
우수한 생체적합성과 기계적 강도로 인해 Ti와 그 합금은 생물의학 임플란트 및 수술 장치에 가장 널리 사용되는 재료인데요. 하지만 박테리아와 혈소판의 부착과 관련된 감염 및 혈전증은 다음과 같은 혈액-접촉 임플란트의 장기적인 성공을 위한 가장 큰 과제로 남아 있습니다.
인공 심장 판막과 혈관 스텐트. 스텐트 혈관 세그먼트의 혈전성 폐색은 스텐트 재협착을 유발할 수 있으며 이는 삽입의 주요 고장 중 하나이며 환자에게 매우 위험하며, 결과적으로 계면에서의 보호층을 형성하여 항혈전성 특성을 개선하기 위해 표면 개조가 필수적이라고 보고되고 있습니다.
표면은 혈액 양립성 및 항응고 성능을 개선하고 박테리아의 유착을 감소시켜 임플란트 관련 감염의 위험을 최소화할 수 있습니다. 따라서, 초소수성 Ti 표면의 준비는 향후 추가 바이오의학 응용을 위해 필수적이다.
또 다른 연구에서는 펨토초 레이저 어블레이션 기술이 마이크로/나노스케일 계층적 TiO2 층을 구성하고 전환 가능한 수중 초유기성 및 초유기성을 달성하는 것으로 보고되었는데, 이전 연구에서 우리는 평평한 Ti 표면에 평행한 미세 홈을 제작하는 마이크로밀링 기술을 보고하였습다.
다만, 가공 표면을 자유자재로 형성할 수 있는 능력이 제한되어 있는 지루한 공정으로 Ti의 낮은 가공성 때문에, 샌드블라스팅과 산 에칭이 미세 특징을 구성하는 데 널리 사용되어 왔습니다. 복합 표면 개질 방법은 곡면 및 내부 구조와 같은 복잡한 구조를 처리하는 데 장점을 나타낸다. 또한 비용 효율적이며 대량 생산에도 적합합니다.
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